JPH0121420B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0121420B2 JPH0121420B2 JP56060991A JP6099181A JPH0121420B2 JP H0121420 B2 JPH0121420 B2 JP H0121420B2 JP 56060991 A JP56060991 A JP 56060991A JP 6099181 A JP6099181 A JP 6099181A JP H0121420 B2 JPH0121420 B2 JP H0121420B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- combustion gas
- gas
- heat
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H8/00—Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Details Of Fluid Heaters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は燃焼ガスとの熱交換により流体を加
熱する流体加熱装置に関する。
熱する流体加熱装置に関する。
一般に気体燃料あるいは液体燃料をバーナによ
り燃焼させて得られた燃焼ガス中には水分が過熱
水蒸気の形で含まれているが、従来はこの水蒸気
の潜熱は回収することなく大気中等へ放出してい
るため熱損失が大きかつた。たとえば都市ガスを
用いた瞬間湯沸器や暖房用空気加熱器等の場合、
熱交換器部を流出する燃焼ガスの温度は150℃前
後であり、水蒸気の潜熱の回収は全くおこなわれ
ていない。また従来の構造の熱交換器を用いてこ
の潜熱を回収しようとすると、たとえば上記湯沸
器においてはフイン付管式の熱交換器を多数層積
層して設けねばならず、機器が大形化するととも
に製作費もかさみ、かつ熱交換器の腐食の問題も
生ずる。
り燃焼させて得られた燃焼ガス中には水分が過熱
水蒸気の形で含まれているが、従来はこの水蒸気
の潜熱は回収することなく大気中等へ放出してい
るため熱損失が大きかつた。たとえば都市ガスを
用いた瞬間湯沸器や暖房用空気加熱器等の場合、
熱交換器部を流出する燃焼ガスの温度は150℃前
後であり、水蒸気の潜熱の回収は全くおこなわれ
ていない。また従来の構造の熱交換器を用いてこ
の潜熱を回収しようとすると、たとえば上記湯沸
器においてはフイン付管式の熱交換器を多数層積
層して設けねばならず、機器が大形化するととも
に製作費もかさみ、かつ熱交換器の腐食の問題も
生ずる。
この発明は上記の点にかんがみてなされたもの
で、熱交換器部を流出する燃焼ガスを通気性固体
を通過させて、燃焼ガス中の過熱水蒸気を露点温
度以下に冷却して凝縮させることにより、燃焼ガ
スの潜熱をも回収することができ、熱効率を大巾
に向上させることができる流体加熱装置を提供し
ようとするものである。
で、熱交換器部を流出する燃焼ガスを通気性固体
を通過させて、燃焼ガス中の過熱水蒸気を露点温
度以下に冷却して凝縮させることにより、燃焼ガ
スの潜熱をも回収することができ、熱効率を大巾
に向上させることができる流体加熱装置を提供し
ようとするものである。
この発明において通気性固体とは、金属やセラ
ミツク等の耐熱耐食材料から成り、網状、ハニカ
ム状、せんい状、多孔質状などの通気性を有する
形状に成形された適宜厚さの固体をいう。この通
気性固体は小球あるいは小径線が多数集合したも
のと等価と考えられるので、この通気性固体に燃
焼ガスを流通させた場合には、対流熱伝達係数が
著しく大きいとともに、実質的な表面積がきわめ
て大きいといえる。
ミツク等の耐熱耐食材料から成り、網状、ハニカ
ム状、せんい状、多孔質状などの通気性を有する
形状に成形された適宜厚さの固体をいう。この通
気性固体は小球あるいは小径線が多数集合したも
のと等価と考えられるので、この通気性固体に燃
焼ガスを流通させた場合には、対流熱伝達係数が
著しく大きいとともに、実質的な表面積がきわめ
て大きいといえる。
以下図面によりこの発明の一実施例を説明す
る。
る。
図中、１は瞬間形のガス湯沸器で、図示しない
公知のガスバルブ、水バルブ等を内蔵しており、
２はガス供給口、３は点火操作とガス量調節をお
こなうガスハンドル、４は給水口、５は水流量調
節ハンドル、６は湯出口である。また７は壁面等
に固定され内蔵諸機器を保持するバツクカバー、
８はこのバツクカバーに着脱自在に取付けたフロ
ントカバー、９は点火電極や点火補助パイロツト
等から成る点火装置、１０は主バーナ、１１はこ
の主バーナの上方に燃焼室１２を形成させる内
胴、１３はこの内胴に巻回取付された水管、１４
はこの水管に接続されたフイン付管式の熱交換器
であり、上記各構造は公知のものである。１５は
バツクカバー７に固着され、熱交換器１４の上方
をコ字状に包囲する形で設けた集水樋で、１６は
この集水樋に垂設した排水口、１７はこの排水口
に接続した排水管で流し等に至る。１８は集水樋
１５上に載置した通気性固体で、矩形板状に裁断
したステンレス金網（線径0.2mm、50メツシユ）
を５層積層して得られた板状体を、中央部が上方
に突出した彎曲板状に成形したものであり、熱交
換器１４部分を通過した燃焼ガスの上昇流通路を
横切る形で配設されている。１９はバツクカバー
７およびフロントカバー８に穿設した排ガス口で
ある。
公知のガスバルブ、水バルブ等を内蔵しており、
２はガス供給口、３は点火操作とガス量調節をお
こなうガスハンドル、４は給水口、５は水流量調
節ハンドル、６は湯出口である。また７は壁面等
に固定され内蔵諸機器を保持するバツクカバー、
８はこのバツクカバーに着脱自在に取付けたフロ
ントカバー、９は点火電極や点火補助パイロツト
等から成る点火装置、１０は主バーナ、１１はこ
の主バーナの上方に燃焼室１２を形成させる内
胴、１３はこの内胴に巻回取付された水管、１４
はこの水管に接続されたフイン付管式の熱交換器
であり、上記各構造は公知のものである。１５は
バツクカバー７に固着され、熱交換器１４の上方
をコ字状に包囲する形で設けた集水樋で、１６は
この集水樋に垂設した排水口、１７はこの排水口
に接続した排水管で流し等に至る。１８は集水樋
１５上に載置した通気性固体で、矩形板状に裁断
したステンレス金網（線径0.2mm、50メツシユ）
を５層積層して得られた板状体を、中央部が上方
に突出した彎曲板状に成形したものであり、熱交
換器１４部分を通過した燃焼ガスの上昇流通路を
横切る形で配設されている。１９はバツクカバー
７およびフロントカバー８に穿設した排ガス口で
ある。
上記構成の装置により燃焼ガスの熱回収は次の
ようにしておこなう。すなわち、主バーナ１０に
おける燃焼、水管１３およびこれに続く熱交換器
１４への通水をおこなえば、主バーナ１０の燃焼
により得られた高温の燃焼ガスが熱交換器１４を
通過することにより、主として対流熱伝達によつ
て水が加熱される。次に熱交換器部の通過により
ある程度温度低下した燃焼ガスは通気性固体１８
を通過するが、この際通気性固体１８は表面積が
大きいため該通気性固体は対流熱伝達により高温
に加熱され、燃焼ガスは大巾に温度降下して燃焼
ガス中の過熱水蒸気は露点以下に冷却されるた
め、過熱水蒸気は通気性固体１８の上面近くにお
いて露点温度以下に冷却されて凝縮し、このとき
放出される潜熱により通気性固体１８が加熱され
る。この凝縮した水は、通気性固体１８が彎曲板
状を呈しているため、通気性固体の金網素線に沿
つて矢印Ｓで示すように通気性固体の両端縁部に
向つて移動し、集水樋１５に集められて排水口１
６、排水管１７を経て外部へ排出される。一方燃
焼ガスの対流熱伝達および凝縮熱伝達によつて加
熱された通気性固体１８は、燃焼ガス流入側ほど
高温となる温度分布を示し、主として燃焼ガス上
流側にふく射熱を射出し、このふく射熱により熱
交換器１４が加熱され該熱交換器を通過する水が
さらに加熱されるのである。
ようにしておこなう。すなわち、主バーナ１０に
おける燃焼、水管１３およびこれに続く熱交換器
１４への通水をおこなえば、主バーナ１０の燃焼
により得られた高温の燃焼ガスが熱交換器１４を
通過することにより、主として対流熱伝達によつ
て水が加熱される。次に熱交換器部の通過により
ある程度温度低下した燃焼ガスは通気性固体１８
を通過するが、この際通気性固体１８は表面積が
大きいため該通気性固体は対流熱伝達により高温
に加熱され、燃焼ガスは大巾に温度降下して燃焼
ガス中の過熱水蒸気は露点以下に冷却されるた
め、過熱水蒸気は通気性固体１８の上面近くにお
いて露点温度以下に冷却されて凝縮し、このとき
放出される潜熱により通気性固体１８が加熱され
る。この凝縮した水は、通気性固体１８が彎曲板
状を呈しているため、通気性固体の金網素線に沿
つて矢印Ｓで示すように通気性固体の両端縁部に
向つて移動し、集水樋１５に集められて排水口１
６、排水管１７を経て外部へ排出される。一方燃
焼ガスの対流熱伝達および凝縮熱伝達によつて加
熱された通気性固体１８は、燃焼ガス流入側ほど
高温となる温度分布を示し、主として燃焼ガス上
流側にふく射熱を射出し、このふく射熱により熱
交換器１４が加熱され該熱交換器を通過する水が
さらに加熱されるのである。
以上のように通常のフイン付管式熱交換器の対
流熱伝達による熱交換量に加えて、ふく射射出能
力が気体に比較してきわめて高い通気性固体によ
るふく射熱伝達が付加されるので、熱交換量が増
加し排熱が回収される。
流熱伝達による熱交換量に加えて、ふく射射出能
力が気体に比較してきわめて高い通気性固体によ
るふく射熱伝達が付加されるので、熱交換量が増
加し排熱が回収される。
次に上記構成のガス湯沸器を用いた発明者の実
験結果について、第４図および第５図により説明
する。実験では都市ガス６Ｃ用の湯沸器に通気性
固体１８を取付けた場合と取外した場合につい
て、ガス流量Gaと水流量Gbを変化させたときの
水の温度上昇値ΔT、および排ガス口１９におけ
る排ガス温度を測定した。その結果、排ガス温度
は通気性固体無の場合は110〜150℃であつたのに
対し、通気性固体の場合は40〜50℃となり大巾に
降温するとともに、排水管１７からは１〜３c.c.／
minの凝縮水が流出した。また通気性固体有の場
合は通気性固体無の場合に比べて、第４図に示す
ように同一ガス流量に対する水の温度上昇値ΔT
は３〜５℃高く、第５図に示すように湯沸器の温
度効率ηは約10％も向上した。
験結果について、第４図および第５図により説明
する。実験では都市ガス６Ｃ用の湯沸器に通気性
固体１８を取付けた場合と取外した場合につい
て、ガス流量Gaと水流量Gbを変化させたときの
水の温度上昇値ΔT、および排ガス口１９におけ
る排ガス温度を測定した。その結果、排ガス温度
は通気性固体無の場合は110〜150℃であつたのに
対し、通気性固体の場合は40〜50℃となり大巾に
降温するとともに、排水管１７からは１〜３c.c.／
minの凝縮水が流出した。また通気性固体有の場
合は通気性固体無の場合に比べて、第４図に示す
ように同一ガス流量に対する水の温度上昇値ΔT
は３〜５℃高く、第５図に示すように湯沸器の温
度効率ηは約10％も向上した。
なお上記実施例においては、凝縮水は排水管１
７により外部へ流出させるようにしたが、このか
わりに凝縮水を湯沸器内の下方に設けた蒸発皿等
に溜めて自然蒸発させるようにしてもよい。また
凝縮水の集水のためには通気性固体１８を平板状
としてやや傾斜させた状態で取付けてもよいし、
さらに燃焼ガスが熱交換器から横向きに流出する
装置においては、平板状の通気性固体を鉛直面状
に設けてもよい。
７により外部へ流出させるようにしたが、このか
わりに凝縮水を湯沸器内の下方に設けた蒸発皿等
に溜めて自然蒸発させるようにしてもよい。また
凝縮水の集水のためには通気性固体１８を平板状
としてやや傾斜させた状態で取付けてもよいし、
さらに燃焼ガスが熱交換器から横向きに流出する
装置においては、平板状の通気性固体を鉛直面状
に設けてもよい。
この発明は上記実施例に示すガス湯沸器のほか
に、暖房用空気加熱器、風呂釜などの民生用機
器、およびボイラの水または空気予熱器等の工業
用装置など、適正な通気性固体の配置により各種
の流体加熱装置における燃焼ガスの熱回収に適用
できるものである。
に、暖房用空気加熱器、風呂釜などの民生用機
器、およびボイラの水または空気予熱器等の工業
用装置など、適正な通気性固体の配置により各種
の流体加熱装置における燃焼ガスの熱回収に適用
できるものである。
以上説明したようにこの発明によれば、通気性
固体を付加した極めて簡潔な構成の装置により燃
焼ガスの潜熱をも回収することができ、燃料の高
位発熱量に相当する熱量の利用が可能となつて流
体加熱装置の熱効率を大巾に向上させることがで
きる。
固体を付加した極めて簡潔な構成の装置により燃
焼ガスの潜熱をも回収することができ、燃料の高
位発熱量に相当する熱量の利用が可能となつて流
体加熱装置の熱効率を大巾に向上させることがで
きる。
第１図はこの発明の一実施例を示すガス湯沸器
の部分切欠正面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断
面図、第３図は同じくＢ−Ｂ線断面図、第４図は
通気性固体の有無による水の温度上昇特性比較線
図、第５図は同じく湯沸器の温度効率比較線図で
ある。 １…ガス湯沸器、１２…燃焼室、１４…熱交換
器、１５…集水樋、１８…通気性固体。
の部分切欠正面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断
面図、第３図は同じくＢ−Ｂ線断面図、第４図は
通気性固体の有無による水の温度上昇特性比較線
図、第５図は同じく湯沸器の温度効率比較線図で
ある。 １…ガス湯沸器、１２…燃焼室、１４…熱交換
器、１５…集水樋、１８…通気性固体。
Claims (1)
- １ 燃焼室と該燃焼室において発生した燃焼ガス
が流通する熱交換器とをそなえた流体加熱装置に
おいて、上記熱交換器の燃焼ガス出口側に燃焼ガ
スの流通路を横切る形で設けた通気性固体と、該
通気性固体部において発生する凝縮水の再蒸発を
防止するための集水装置とを設けたことを特徴と
する流体加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56060991A JPS57175843A (en) | 1981-04-22 | 1981-04-22 | Recovery method and device for exhaust heat of combustion gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56060991A JPS57175843A (en) | 1981-04-22 | 1981-04-22 | Recovery method and device for exhaust heat of combustion gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57175843A JPS57175843A (en) | 1982-10-28 |
| JPH0121420B2 true JPH0121420B2 (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=13158405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56060991A Granted JPS57175843A (en) | 1981-04-22 | 1981-04-22 | Recovery method and device for exhaust heat of combustion gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57175843A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113865092B (zh) * | 2021-09-18 | 2023-04-07 | 华帝股份有限公司 | 相变储热式热水器以及控制方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5741646Y2 (ja) * | 1978-03-06 | 1982-09-13 |
-
1981
- 1981-04-22 JP JP56060991A patent/JPS57175843A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57175843A (en) | 1982-10-28 |
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